Твердотельные аккумуляторы и ESG

♻️ ESG толкает производителей литий-ионных аккумуляторов придумывать каким образом увеличить долю вторично используемых материалов.

♻️ 24M Technologies разработала технологию SemiSolidTM, которая позволяет производить твердотельные аккумуляторы (по гранту ARPA-E). Это не единственная технология в этой области - очень много патентов имеется касающиеся таких аккумуляторов.

Из блога Neovolt:

🔋 плюсы твердотельного аккумулятора:

• Переход от графита на аноде (как у Li-ion) к чистому литию увеличивает удельную энергию (меньше размеры и вес, дольше держит заряд);

• трёхмерная структура поверхностей позволяет сделать слои тоньше (увеличивается ёмкость, дольше работает от одной зарядки);

• отказ от жидкого электролита в пользу твёрдого полимера или керамического сепаратора решает проблему дендритов (увеличен срок службы);

• совокупное применение новых материалов позволяет ячейке принимать заряд за короткое время (самая быстрая зарядка из доступных).

🧨 Недостатки (минусы) твердотельного аккумулятора:
• Литиевый анод подвержен расширению при заряде и сжатию при разряде (проблема безопасности, для которой фактически найдено решение);

• пока удаётся уменьшить размеры, но не вес ячеек (например, в электромобилях важнее уменьшить массу транспортного средства);

• безопасность сильно зависит от конкретных материалов и их сочетания (одни твердотельные аккумуляторы безопаснее других);

• плохая проводимость материалов при низких температурах (хуже приспособлены к зимней эксплуатации, чем литий-ионные);

• доказательств срока службы больше, чем у литий-ионных не предоставлено до сих пор (проблема скрыта в сложной диагностике ячеек из-за конструкции);

• фактор, который говорит скорее о невысоком сроке службы — относительно высокое внутреннее сопротивление таких ячеек.

FREYR ставит цель производить самую "зеленые" аккумуляторы.

И они показывают как именно они хотят это сделать. Энергетика Норвегии в основном состоит из возобновляемых источников (96% из гидроэлектростанций). Население Норвегии - около 5.5 млн человек.

Карта углеродной интенсивности Европы выглядит следующим образом. Выделяются Скандинавия (Швеция не богата на ресурсы недра), Литва (биотопливо, немного спорная ситуация) и Франция(атомная энергетика).

Какие металлы используется в литий-ионных аккумуляторах? Есть еще и кремний и графит, в них нет дефицита.

FREYR рисует амбициозные планы по строительству заводов по производству аккумуляторов и ставит цель по достижению себестоимости 62 долларов на 1 кВтч мощности (а кто ни хочет быть эффективным?).

Главные представители отрасли аккумуляторы по представлению FREYR.

Как выглядит глобальная энергосистема Мира?

Как выглядит энергетический переход 4.0? Подобрали правильное слово - стресс.

Переход на электричество означает, что нужно много больших конденсаторов (аккумуляторов), которые будут заражаться, когда есть ветер и солнце, и разряжаться, когда "неблагоприятная" погода. Через пробы и ошибки, через тернии к звездам. Главная проблема - переход обойдется в колоссальные инвестиции (много трлн долларов - напечатать не проблема, но инфляция будет расти такими же темпами, в итоге получаем неплатёжеспособность населения).

В прогнозах рисуют 74% "зеленой" энергии к 2050 году. Большая надежда на ветер и Солнце. В итоге получаем, что потребности в газе не такие большие как в нефти (что там про проектам переработки мусора из океана?). Хватит ли металла для "зеленой" энергетики?